Under sin fem år bo på den röda planeten och Curiosity Rover har gjort ett enormt researcharbete och har gjort många intressanta vetenskapliga upptäckter. Och under hela denna tid, den Autonoma Mars science laboratory, naturligtvis, var tvungen att rida på ytan av vårt planetsystem granne. Dock, under 2013, under en rutinkontroll av en ledningsgrupp “Nyfikenhet” har varit mycket förvånad över det faktum att alla sex hjulen på Rover har olika skador, inklusive sådana som i bilden nedan.
Inser att nästa Mars Rover, som kommer att skicka till den Röda planeten vid mitten av 2020-talet, kan man förvänta sig liknande problem, ett team av ingenjörer från Glenn research center (NASA) bestämde sig för att utveckla en ny typ av hjul.
Till att börja med i utformningen av den nya hjul baserad på en tidigare prototyp Våren Däck – airless däck som utvecklats av Goodyear i samarbete med NASA i mitten av 2000-talet. Intressant, den ursprungliga versionen av dessa airless däck först dök upp ännu tidigare – i den skäggiga 70-talet och om igen i resultatet av ett samarbete mellan Goodyear och NASA. Men i de nya däcken i stället för att använda vår-wire konstruktion som används i de ursprungliga modellerna, teamet på NASA bestämde sig för att använda en mer hållbar och flexibel konstruktion.
Månen, Mars och andra planeter i solsystemet har en mycket jobbig, karga landskapet. I fallet månen det största problemet som orsakas av damm och jord som täcker nästan hela ytan av satellit. Denna damm är en kvarvarande jord, som är en produkt av utrymme vittring av bergarter och kan lätt skada den mekaniska delar av fordonet. På Mars situationen är knappast enklare: det är en stor del av ytan är täckt med damm och jord, men också små vassa stenar som lätt kan skära igenom även strykjärn.
Under 2013, efter bara ett år av aktivitet på ytan av Mars, hjul “Nyfikenhet” började visa tecken på allvarligt slitage. Denna situation har oroat forskare, som började tvivla på att den Rover kommer att kunna slutföra sin planerade uppdrag. Som ett resultat, det har också lett till att forskningen center Glenn bestämde sig för att ändra utformningen av däck, vars utveckling hade pågått i nästan ett decennium. Däcket har utvecklats med tanken på en återgång till månen programmet.
Utveckling av nytt utrymme för däcket research center Glenn var faktiskt en av de prioriteringar av de senaste tio åren. I detta avseende, ingenjörer och NASA-forskare som återvänt flera gånger för att tänka, vilket har varit sedan en tid präglad av rymduppdrag “Apollo”. På den tiden i utvecklingen av Amerikanska och Sovjetiska space program har utvecklats flera varianter av däck avsedda för användning på månens yta. Center Glenn valde som utgångspunkt i tre olika alternativ.
Först användes i Sovjetiska “Lunokhod”. I hans vosmiklasnica databas användes av metall däck, i kombination med axis genom en mångfald av ekrar. På utsidan av däcket det var en metall beskyddare, utformad för att ge en stramare koppling med månens jord.
I beaktande också var de däck som används i speciella bil Modulär Utrustning Transporter (MET), som används av astronauter för transport av lunar jordprover i ett av uppdragen “Apollo”. Utvecklingen av däck för det också, genomfördes i samband med bolagets Goodyear. Hallicken var icke-motoriserade, och astronauterna hade att göra stor fysisk ansträngning som transport. Men hennes buss hade en mjuk gummerad yta, vilket är en något förenklad flyttas över marken och stenar.
Den tredje konstruktionen av däcket som det blev beslutat att tillämpa, används i så kallade Lunar Rover som används av astronauter uppdrag “Apollo-15, Apollo-16 och Apollo-17”. Detta bemannade fordon används fyra stora hjul med varaktig inre ram och en beskyddare i form av en böjlig wire mesh struktur. I mitten av 2000-talet när NASA började förbereda för en eventuell ny lunar uppdrag (med möjlighet till framtida uppdrag till Mars), ingenjörer bestämde sig för att ändra utformningen av däcken på Lunar fordon, innefattande ny teknik och med nya och mer hållbara material. Som ett resultat, ljuset verkade samma däck Våren Däck. Trampa airless däcket består av många sammankopplade metall ringar (e-post), vilket gör det både hållbart och flexibelt. Denna design inte bara kan minska i vikt, men visade en hög kapacitet även i förhållanden med rörelse på den hårda ytan.
För att kontrollera beteendet av däcket Våren Däck på ytan av Mars, ingenjörer från Research center Glenn började genomföra tester på en särskild testbana, utformad för att simulera ytan villkor. Trots det faktum att, i Allmänhet, bussen visade sig värdig i körning på simulerade Martian jord, de står inför ett allvarligt problem – den taggiga klippor, som flyttat provet började deformeras däcket, men i bokstavlig mening att skilja dem åt.
I slutet, ingenjörer igen gick till jobbet. Lösningen var att använda hyperelastiska däck, som är en fortsättning på “våren” däck Våren Däck. Det nya däcket använder sig av en speciell legering av Nickel-titan även känd som nitinol. Detta material är ledande bland de legeringar med formminne effekt. Han är helt återställd efter 10% deformation. I samma Våren däck, denna siffra är endast 0,3-0,5 procent.
Dessutom en fördel av däck från nitinol är lätta i vikt (på samma experimentella prototyper, det är bara nio kilo), möjligheten att justera nivån av vidhäftning på alla ytor och hög dämpande egenskaper. Däcken med minneseffekt också ökat och den ökade flexibilitet som i Allmänhet har en positiv inverkan på deras hållbarhet.
“För det första, dessa däck kommer att tillåta dig att bedriva forskning på flera olika typer av ytor. För det andra, eftersom de är lättare och allmänhet möjlighet att anpassa sig till en viss typ av yta, de tillåter dig att gräva i marken hårt och tungt hjul, och kan hantera tyngre last. Dessutom, liksom ett däck med formminne effekt kan absorbera energi från påverkan av marken vid olika hastigheter, kan de användas på förvaltas fordon vars förväntade räntan är avsevärt högre än den nuvarande Rovers,” — noteras på webbplatsen för Glenn Research center.
Användning av hyperelastiska däck behöver inte vara begränsad till det utrymme som programmet. Nu bland de potentiella områden som omfattas av däck för personbilar och Suv, militär -, jordbruks-och flygplanets utrustning. Utvecklarna har redan installerat den experimentella däck för SUV Jeep Wrangler och har upplevt sitt arbete i den verkliga världen.
För det första faktiska användningen av sådana däck, sådan möjlighet kommer vara med i nästa år, när NASA skickar till den röda planeten nästa Mars Rover. Om allt går enligt plan, kommer det vara någonstans i 2020. Den nya Rover skulle vara avsett att ersätta “Nyfikenhet” i sitt uppdrag för att söka efter tecken på liv på Mars. Dessutom Rover kommer att sträva efter att samla in prover av Martian jord som du planerar att återvända till Jorden inom ramen för den bemannade uppdrag, som är att ta plats någonstans i 2030-talet.
NASA utvecklat däck med memory foam för den nya Rover
Nikolai Khizhnyak